电子结构三防设计
- 格式:docx
- 大小:30.94 KB
- 文档页数:3
电子产品结构的三防设计环境因素是军用电子产品在使用、运输和存储中号虑的重要因素,而且环境因素也影响着电子设备的稳定性和可靠性。
军用电子产品因环境防护不当造成的损失也是相当惊人,美军曾经对机载电子设备的故障进行统计,发现50%以上的故障与环境因素有关,所以提高军用电子产品的环境适应能力才有极大的经济效益和军事效益。
三防技术从理论研究到工程应用近年来的发展,应用领域不断扩大,从早期单一的工艺防护发展到现在的总体设计、电路设计、结构设计、标准化系统工程,三防技术的内涵发生了很大变化,现在的三防是以提高产品的环境适应性为目标,内容包括防水、防潮、防结露、防盐雾、防霉、防腐蚀、防老化、防振、防静电、防高压击穿、防污染、防风沙、防积雪、防裹冰、防鼠害等等。
1 电子结构三防的技术措施三防技术是一个综合性概念,涉及到诸多方面的应用。
要提高电子产品三防能力,必须从产品的设计开始就注入三防设计理念。
三防设计理念的注入,可以保证产品从整机到分机,再到零部件都具有适应环境变化的能力。
三防处理工艺可以保障和补充设计中三防的不足,提升产品抵抗环境变化的能力,从而极大的提高电子产品的可靠性。
以下就从材料、结构、工艺三方面进行阐述,并将三防理念注入其中。
1.1材料防护材料防护主要是指正确、合理地选取材料,并通过对材料(包括金属材料和非金属材料)辅以一定的工艺处理措施,以进一步提高材料的耐环境变化能力。
根据电子产品的实际使用环境分类及三防等级要求,选择适当的材料来制造零部件。
选取材料是三防设计的第一步,也是关键的一步。
恶劣环境中工作的电子产品,面临着盐雾、锈蚀、霉菌、老化等各种环境问题,为了使电子产品能够适应各种恶劣环境,应尽量选用耐腐蚀性好的金属材料和不长霉菌、耐老化的非金属材料。
耐腐蚀性好的金属材料主要有,铝合金、奥氏体型不锈钢、钛合金、金、镍等,考虑到经济因素,通常选用铝合金、不锈钢、钛合金等再涂覆金属层或非金属层。
选用材料时,应了解材料的相容性问题,掌握材料的腐蚀机理、破坏肜式等。
电子设备的三防设计防尘设计是指通过采用合适的密封材料和结构设计,防止物质进入设备内部,导致设备性能降低或故障。
在防尘设计中,需要考虑设备的散热和通风需求,确保设备在防尘的同时能够正常工作。
例如,可以采用防尘滤网或密封胶条等措施,阻止尘埃和颗粒物进入设备内部。
防水设计是指通过采用防水材料和结构设计,防止水分进入设备内部,以防止设备受潮、损坏或短路。
在防水设计中,需要考虑设备的各个接口和开口的防水性能,确保设备在受潮或水浸条件下能够正常工作。
例如,可以采用防水密封胶或防水塞等措施,阻止水分进入设备内部。
防震设计是指通过采用抗震材料和结构设计,防止设备在受到外界震动或冲击时受损或发生故障。
在防震设计中,需要考虑设备的各个部件和连接点的抗震能力,确保设备能够在震动环境下保持正常工作。
例如,可以采用减震橡胶垫或固定螺丝等措施,增加设备的抗震能力。
除了以上三个方面的设计,还可以考虑其他的三防要素,如防湿、防静电等。
防湿设计是指通过采用防潮材料和结构设计,防止设备在潮湿环境下受潮或发生腐蚀。
防静电设计是指通过采用防静电材料和结构设计,防止设备在静电环境下积电或发生放电。
这些设计都是为了增加设备的稳定性和可靠性,提高设备的使用寿命。
在实际的产品设计中,需要根据具体的应用场景和需求来确定三防设计的要求。
不同的电子设备具有不同的三防要求,需要根据环境和使用条件来进行设计和制造。
同时,与三防设计密切相关的还有测试和认证。
设备的三防性能需要通过相应的测试和认证来验证和确认,以确保设备具备防尘、防水和防震的能力。
总之,电子设备的三防设计是很重要的,它可以保证设备在恶劣的环境下正常工作,提高设备的可靠性和稳定性。
在实际的产品设计中,需要充分考虑设备的工作环境和使用条件,合理选择材料和采用适当的结构设计,以满足三防设计的要求。
通过三防设计,可以有效地保护设备,延长设备的寿命,提升用户的使用体验。
电子设备三防结构与设计电子设备的三防结构和设计是指在电子设备制造中,为了提高设备的防水、防尘和防震能力而采取的一系列措施。
随着电子设备的广泛应用,对设备可靠性和稳定性的要求也越来越高,特别是在恶劣环境条件下的使用,如户外,工业等场合,电子设备必须具备良好的防护能力。
本文将详细介绍电子设备三防结构与设计的相关内容。
首先,防水是电子设备的重要需求之一、电子设备的内部电子元件、线路板和相关连接器等都非常敏感,容易受到水的侵蚀而损坏。
因此,在设计防水结构时,首先需要确保设备的外壳具有良好的密封性能,阻止水分从外部渗入设备内部。
常用的防水结构设计包括采用封闭式外壳和密封胶垫等。
其中,封闭式外壳一般采用金属材料,具有较高的强度和硬度,能够有效地抵抗外界环境的侵蚀。
而密封胶垫则可以在外壳的连接部位和开口处进行填充,形成一层保护膜,防止水分渗入。
其次,防尘是电子设备三防结构的另一个重要方面。
尘埃和微小颗粒的存在会导致设备的正常运行受到干扰,进而影响设备的使用寿命。
因此,在设计防尘结构时,需要考虑设备的内部结构以及外壳的密封性能。
常见的防尘设计包括设置过滤器和空气流道。
过滤器可以阻止尘埃和颗粒物进入设备内部,并且可以定期更换或清洁以保持其防尘效果。
而空气流道的设计则可以通过气流的流动来阻止尘埃的积聚,减少设备内部的尘埃含量。
最后,防震是电子设备三防结构中的另一个重要方面。
在移动设备或运动设备中,由于震动和冲击的存在,设备的电子元件和线路板容易受到损坏。
因此,在设计防震结构时,需要考虑设备的内部固定和缓冲装置的设计。
内部固定可以通过使用阻尼材料或合理安装元件来实现,减少元件在震动或冲击中的位移。
缓冲装置可以通过使用橡胶垫、弹簧等材料来实现,减少外界冲击对设备内部的传递,保护设备的电子元件和线路板。
综上所述,电子设备的三防结构与设计是在电子设备制造中必不可少的一环。
通过合理的防水、防尘和防震设计,可以提高设备的可靠性和稳定性,延长设备的使用寿命。
结构件三防设计规范一、前言严酷环境条件会引起电子设备中金属和非金属材料发生腐蚀、老化、霉烂、性能显著下降等各方面的破坏,如何提高电子设备的可靠性,是电子设备的重要课题。
电子设备的“三防”性能已成为系统整机重要的技术指标之一。
现代“三防”技术的范畴,已不单纯是一项工艺技术的实施,而应当涉及到电路、结构、工艺和综合性的技术管理等方面,其中结构设计是将“三防”贯彻到产品设计中的关键,必须重视“三防设计”,而并非单纯的在产品完成后进行“三防防护”。
现在的三防是以提高产品的环境可靠性为目标,内容包括防水、防潮、防结露、防盐雾、防霉、防腐蚀、防老化、防振、防静电、防高压击穿、防污染、防风沙、防积雪、防裹冰、防鼠害等等,确切地说应称为环境防护技术。
钢铁零件的失效形成主要有以下几种:弹性或塑性变形、磨损、断裂和腐蚀。
金属腐蚀的定义:金属由于和外围介质发生化学作用或电化学作用而引起的破坏叫做腐蚀。
钢铁及其合金属黑色金属,此类黑色金属占金属总产量的90%以上,其腐蚀产物主要是能用肉眼观察到的附着在表面的棕黄或棕红色的锈,因此,钢铁类金属及其制品在大气中的腐蚀又称锈蚀。
金属在高温下腐蚀称为氧化,其腐蚀产物是氧化皮,如热轧钢板和棒料、锻件、热处理后的表面氧化皮等到。
在酸、碱、盐等强烈腐蚀性介质中引起的金属破坏仍称为腐蚀。
通常腐蚀与锈蚀无严格区别,金属生锈就是腐蚀。
0、定义0.1、腐蚀corrosion由于材料与环境的反应,引起材料的破坏与变质,并可导致材料或由其组成的结构的功能受到损伤。
0.2、腐蚀损伤corrosion damage材料或由它们作为组成部分的技术体系的功能遭受的有害腐蚀效应。
0.3、腐蚀的预防与控制corrosion protection and control人为地对腐蚀体系施加影响与改变,以减轻腐蚀损伤。
0.4、腐蚀的分类0.4.1、按环境分类1.湿蚀:水溶液腐蚀、大气腐蚀、土壤腐蚀、化学药品腐蚀;2.干蚀:高温氧化、硫腐蚀、氢腐蚀、液态金属腐蚀、熔盐腐蚀;3.微生物腐蚀:细菌腐蚀、真菌腐蚀、硫化菌腐蚀、藻类腐蚀等。
结构件三防设计规范一、前言严酷环境条件会引起电子设备中金属和非金属材料发生腐蚀、老化、霉烂、性能显著下降等各方面的破坏,如何提高电子设备的可靠性,是电子设备的重要课题。
电子设备的“三防”性能已成为系统整机重要的技术指标之一。
现代“三防”技术的范畴,已不单纯是一项工艺技术的实施,而应当涉及到电路、结构、工艺和综合性的技术管理等方面,其中结构设计是将“三防”贯彻到产品设计中的关键,必须重视“三防设计”,而并非单纯的在产品完成后进行“三防防护”。
现在的三防是以提高产品的环境可靠性为目标,内容包括防水、防潮、防结露、防盐雾、防霉、防腐蚀、防老化、防振、防静电、防高压击穿、防污染、防风沙、防积雪、防裹冰、防鼠害等等,确切地说应称为环境防护技术。
钢铁零件的失效形成主要有以下几种:弹性或塑性变形、磨损、断裂和腐蚀。
金属腐蚀的定义:金属由于和外围介质发生化学作用或电化学作用而引起的破坏叫做腐蚀。
钢铁及其合金属黑色金属,此类黑色金属占金属总产量的90%以上,其腐蚀产物主要是能用肉眼观察到的附着在表面的棕黄或棕红色的锈,因此,钢铁类金属及其制品在大气中的腐蚀又称锈蚀。
金属在高温下腐蚀称为氧化,其腐蚀产物是氧化皮,如热轧钢板和棒料、锻件、热处理后的表面氧化皮等到。
在酸、碱、盐等强烈腐蚀性介质中引起的金属破坏仍称为腐蚀。
通常腐蚀与锈蚀无严格区别,金属生锈就是腐蚀。
0、定义0.1、腐蚀corrosion由于材料与环境的反应,引起材料的破坏与变质,并可导致材料或由其组成的结构的功能受到损伤。
0.2、腐蚀损伤corrosion damage材料或由它们作为组成部分的技术体系的功能遭受的有害腐蚀效应。
0.3、腐蚀的预防与控制corrosion protection and control人为地对腐蚀体系施加影响与改变,以减轻腐蚀损伤。
0.4、腐蚀的分类0.4.1、按环境分类1.湿蚀:水溶液腐蚀、大气腐蚀、土壤腐蚀、化学药品腐蚀;2.干蚀:高温氧化、硫腐蚀、氢腐蚀、液态金属腐蚀、熔盐腐蚀;3.微生物腐蚀:细菌腐蚀、真菌腐蚀、硫化菌腐蚀、藻类腐蚀等。
电子设备三防结构与设计“三防”设计与工艺正确、合理地选用材料是“三防”设计的基础。
材料的“三防”能力主要取决于材料本身的性质,在不能满足防护要求时则必须对材料表面实施镀涂保护。
对于直接暴露在大气中的零件,应该选用耐蚀钢、不锈钢、铝合金等材料。
选用材料时,必须清楚材料的腐蚀机理和相容性,避免出现危险性大的腐蚀形式,防止材料间相互作用引起腐蚀和老化。
金、铬、镍、钛及钛合金、铝合金、铜合金和不锈钢等都有好的耐腐蚀性。
从经济性考虑,一般选用铝合金、不锈钢和优质碳素钢等。
有更高要求可采用镀覆金属层和涂覆非金属层联合保护。
“三防”结构设计应遵循以下原则:1设备结构外形应尽可能简单。
2避免沟槽等易积水和冷凝液结构。
3结构缝隙是无法全部避免情况下,采用人为密封方式进行处理。
例如,采用刮腻子、喷涂底漆、涂抹密封胶等手段。
4避免结构棱角过于尖锐,如果零件形状发生改变时,保证足够圆角过渡。
5产品应做好密封,如果考虑通风或者无法做到全密封,对设备要应采取排水措施,排水孔应不小于直径6mm。
6电路板在设计时应尽可能考虑垂直放置,如果因为结构空间原因必须水平放置时,应提高母板的结构强度,避免形成积水面。
7不同金属接触时,控制电位差不大于0.5V[4]。
8对于密封和通风都有很高要求的设备,应该将散热通风孔布置在设备底部,禁止布置在顶部,如果布置于侧面可通过外加挡雨檐等方式处理。
通过材料改性和表面镀涂使得设备的“三防”性能进一步提升。
对金属材料进行冷、热加工和热处理工艺等改性处理,可改善材料内部组织、消除应力从而提高材料的耐蚀性能。
另外,对于焊接件,可通过合理选择焊接工装、参数、次序等工艺措施来减小焊接应力引起的结构形变,减少残余应力造成的晶间腐蚀。
通过材料表面镀涂可以在设备及其零件表面生成一层金属镀层或非金属涂层,达到与周围介质隔离的目的,从而起到了防护作用。
“三防”镀涂工艺应遵循以下原则:1镀涂层适用条件必须与设备使用环境条件相适应,因为各类镀涂层都有允许的使用条件和范围。
电子设备三防设计方案说明电子设备的三防设计方案是指为了增强电子设备的防尘、防水和防震能力而采取的一系列措施和设计。
在现代生活中,电子设备已经成为人们不可或缺的重要工具,无论是生产力工具还是消费娱乐工具,电子设备的可靠性和耐久性都至关重要。
因此,采取三防设计方案可以保护设备免受外部环境的损害,从而延长其使用寿命。
首先,防尘设计是保护电子设备免受灰尘和颗粒进入的重要措施。
灰尘和颗粒会积累在电子设备的内部,导致设备散热不良、电路短路甚至设备损坏。
为了解决这个问题,可以在设备的外壳上添加防尘网或滤尘网,防止灰尘进入设备内部;在电子元器件的内部加入防尘膜,封堵电子元器件中的孔隙,防止灰尘进入。
此外,可以采用风扇等散热装置,保持电子设备温度的稳定,减少灰尘的积累。
其次,防水设计是保护电子设备免受水分侵害的重要措施。
水分对电子设备的损害主要包括短路、腐蚀、机械损坏等。
为了克服这个问题,可以使用防水材料包裹整个设备,如防水胶、防水膜等。
此外,可以在设备的连接端口处增加防水塞,防止水分进入设备内部。
还可以采用橡胶密封圈等防水装置,增加设备的密封性能。
另外,对于需要与水直接接触的电子设备,如手表、手机等,可以采用特殊的防水技术,如防水开孔设计、防水开关等。
再次,防震设计是保护电子设备免受外部震动和冲击的重要措施。
外部震动和冲击会导致电子设备内部元器件的松动、位移,甚至设备的损坏。
为了解决这个问题,可以采用悬浮支撑和减震材料来吸收和减少外部震动的传递。
此外,可以采用防震支架和防震坐垫等结构件,保护设备免受外部冲击。
同时,可以对电子设备的外壳进行加固设计,提高设备的结构强度和抗冲击能力。
总之,电子设备的三防设计方案是保护电子设备免受灰尘、水分和震动的损害的重要措施。
通过采取防尘、防水和防震的设计方案,可以保护电子设备的内部元器件不受外界环境的侵害,提高设备的可靠性和耐用性。
在实际设计中,还需要根据具体的设备类型和使用环境进行合理的调整和优化。
TEL:400-000-8915/(0512)8788-8827 FAX:(0512)5766-1753地址:江苏省昆山市玉山镇晨丰东路108号ZIP CODE:215300电子设备的三防设计在电子工业中,三防设计是指防潮湿、防盐雾、防霉菌设计。
潮湿、盐雾和霉菌会腐蚀和破坏材料,导致产品的电气性能下降,机械强度降低,严重时会导致设备功能失效。
在我国南方和沿海地区使用的,尤其是在户外使用的电子设备必须具备三防设计才能保证其正常工作。
一、潮湿、盐雾、霉菌对电子设备的破坏1、潮湿对设备的影响潮湿是电子设备损坏变质的主要因素之一,它会对机械性能和电气性能产生破坏。
湿气往往溶解有氯化物、硫酸盐和硝酸盐等,能引起或加剧金属的腐蚀。
潮湿会降低绝缘材料和电路板的绝缘电阻,增大介质损耗角的正切值,降低绝缘性能,严重时会出现漏电甚至短路。
同时,潮湿还为霉菌的生长提供了有利条件。
2、盐雾对电子设备的破坏盐雾的成分主要是NaCl和MgCl2,NaC1和MgCI2的显著特点是能从相对干燥的大气中吸附水分,当物体表面附着这些含盐水分时,就会长期保持潮湿状态,除自身的腐蚀作用外,还加剧了潮湿的破坏作用。
盐雾是电子设备损坏变质的一个重要原因,水分中溶解的盐具有两个独立TEL:400-000-8915/(0512)8788-8827 FAX:(0512)5766-1753地址:江苏省昆山市玉山镇晨丰东路108号ZIP CODE:215300的侵蚀作用;①腐蚀许多金属和无机材料;②提供一种活性电解质,使不同金属接触时产生电偶腐蚀,并促进具有不同电极电位的电解作用。
盐雾主要对在海上和近海处使用的设备有影响,特别是在离海400m和高度约150m范围内,盐雾的腐蚀作用较大。
3、霉菌对电子设备的影响霉菌是单细胞真菌,生长于植物和与各种普通材料上,靠孢子传播繁殖。
霉菌成熟时会散落出大量的孢子,孢子随空气的流动而传播,因此,产品中只要空气中能进入的部分便有可能被霉菌污染。
三防方案引言在现代社会中,随着科技的不断发展,电子设备在人们的生活中扮演着越来越重要的角色。
然而,电子设备的使用也面临着一些风险,如水、尘和撞击。
为了保护电子设备免受这些威胁,制定一套有效的三防方案至关重要。
本文将介绍三防方案的基本原则和几种常见的应用。
一、三防方案的基本原则三防方案旨在提供有效的防护,确保电子设备的可靠性和稳定性。
以下是三防方案的基本原则:1.防水:确保电子设备在水的接触下仍能正常运行。
2.防尘:阻止尘埃和其他微小颗粒进入电子设备内部。
3.抗撞击:保护电子设备免受撞击、挤压或跌落等外力的影响。
二、防水方案防水是三防方案中的一个重要方面,因为水分可以严重影响电子设备的性能甚至导致设备失效。
下面是几种常见的防水方案:1.密封性设计:使用橡胶、硅胶等材料进行密封,确保设备内部不受水分侵入。
同时,在设计中避免水分聚集的地方,如接口和按钮等。
2.涂层技术:将特殊的涂层施加在电子设备的表面,形成一层防水屏障。
这种涂层可以有效防止水分渗透,并具有耐磨损的特性。
3.浸没液体检测:通过在设备内部安装液体感应器,及时检测到液体进入设备,并及时采取措施,防止设备进一步受损。
三、防尘方案尘埃和微小颗粒进入电子设备内部会导致设备的短路、过热和性能下降。
为了防止这种情况发生,以下是一些常见的防尘方案:1.过滤器:在设备的通气口和接口等容易进入灰尘的地方安装过滤器。
过滤器能够阻止灰尘和微粒进入设备,保持设备内部的清洁。
2.封闭式设计:采用封闭式设计的电子设备不易被灰尘侵入。
通过合理的结构设计和密封方式,将设备与周围环境隔离。
3.压力均衡:在设备中设置压力均衡系统,通过控制内外气压差,避免尘埃从气密性较差的位置进入设备。
四、抗撞击方案为了保护电子设备免受撞击、挤压或跌落等外力的影响,以下是几种常见的抗撞击方案:1.结构加固:在电子设备的关键部位,如角部、边缘和接口等处加固设备结构,提高设备的抗撞击能力。
2.缓冲材料:在设备的内部或外部使用缓冲材料,如泡沫、橡胶等,以吸收外力对设备的冲击。
目录1三防设计总则全过程控制原则:在产品设计的全过程中应始终注意腐蚀控制问题,即在方案论证、技术设计、材料与工艺选择、研制和生产过程中都要考虑腐蚀及其控制。
综合控制原则:产品设计时,主要从以下方面综合考虑腐蚀控制问题:环境条件、结构设计、材料选择、金属腐蚀与预防、表面防护、有效的防护包装。
防止腐蚀的基本方法:采用高耐蚀性材料;消除或减弱环境中的腐蚀性因素;对不耐蚀材料进行耐蚀性表面处理;防腐蚀结构设计;电化学保护。
防腐蚀设计的基本步骤:在开始结构设计时,首先需要了解或定位产品的工作环境、产品的使用期限,确定产品中各部位结构件的类型,再根据零件的功能目的进行详细的选择、设计。
在详细设计过程中,每一个零件都需从结构形状、受力状态、材料、表面防护层、生产加工、装配、储存运输、工作寿命等以及与其相关的环境条件方面加以考虑,以使零件既能满足功能需求、又能达到最佳的防腐蚀状态。
环境类型和三防等级2结构件分类按所处环境划分.Ⅰ型结构件:处于Ⅰ型面的结构件。
. Ⅱ型结构件:处于Ⅱ型面的结构件按设备工作时所处的自然环境, 将结构件分为Ⅰ型结构件和Ⅱ型结构件两类.除安装或工作时能与自然环境直接接触的外露零件外, 大多数零件属于Ⅱ型结构件.3结构设计与三防为防止腐蚀,在产品设计阶段就应当进行合理的防腐蚀结构设计。
金属结构设计是否合理,对于接触腐蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀、均匀腐蚀的敏感性影响很大。
合理的结构设计使产品的腐蚀减至最小。
设计时,不仅要考虑零件本身的结构,同时还应该考虑其与本系统中其它零件相互之间的关系,即考虑产品的整体结构。
3.1合理的结构形状. 结构形状应尽可能简单合理。
形状简单的结构件容易采取防腐蚀措施;而形状复杂的结构件,其面积必然增大,与介质的接触机会增多,死角、缝隙、接头处容易使水分积存和使腐蚀介质浓缩,而引起腐蚀。
简单的构件还便于排除故障,有利于维修、保养和检查。
. 防止残余水分和冷凝液的积聚。
一般来说,没有水分就不会发生腐蚀,残余水分和灰尘积存处,往往是腐蚀严重的部位,因此结构设计应考虑使水分不能积存,而且还应考虑易于涂装和维修。
电子设备三防设计摘要:本文阐述了电子设备三防设计的基本概念和目的,从材料应用、结构设计以及工艺方面介绍产品设计中应当遵循的原则和注意事项,得出了一些有利于提高产品可靠性和环境适应性的结论。
三防设计应该在产品研制阶段即应从结构设计、材料和工艺技术等诸方面进行系统性考虑。
关键词:电子设备三防技术结构设计1 引言“三防”是指电子设备具有防湿热、防霉菌和防盐雾腐蚀的能力。
通常来讲,三防技术就是环境防护技术,它已经成为衡量一个国家工业发达水平的重要标志之一。
特别是随着科学技术的发展,电子设备使用范围也越来越广泛。
这就对于设备持续正常工作提出更高的要求,有统计指出美军电子设备一半的故障率都和使用中的各种环境因素有关。
其中占比例最高的三项分别是湿度、温度和振动。
因此,提高产品环境适应性不但可以提高可靠性,更是提高社会和经济效益。
我国在20世纪50年代由电子工业部门建立专门从事电子产品的环境适应性实验研究和三防工艺研究的机构。
有效、合理的电子结构设计、工艺、选材在“三防”中显得尤为重要。
2 三防材料选择三防设计时,合理的选择材料是十分重要而又复杂的问题,它直接影响产品的性能。
不同零件的工作环境和受力不同,对材料的强度、刚度、抗疲劳、耐温和耐腐蚀要求不一样。
从经济性考虑,一般选用不锈钢材质。
金属材料中铬、镍、钛合金、铜合金和铝合金等都有比较好的耐腐蚀性。
掌握材料的腐蚀机理、破坏形式及其相容性问题,对于关键件和特殊件应该选择更加耐腐蚀的材料。
比如聚四氟乙烯(PTFE)以及聚醚醚酮(PEEK),它们都具备耐高温,耐腐蚀,优良的电绝缘性能,耐老化,吸水性小、自润滑等性能。
注意产品使用关键地方不要使用易燃材料。
考虑到金属或金属层相互接触时候的电位差,避免不同金属接触或者装配,若无法避免时,尽可能在两者之间添加绝缘衬垫并涂覆保护层,扩大阳极性金属表面积。
同时在满足结构使用需求时,尽可能降低加工、防护和更换成本。
近些年来,从电子设备向轻型化、小型化趋势发展,对于不是特殊部位的零部件,都是开采用对于环境适应性较好的工程材料,比如ABS、尼龙(聚酰胺)、聚丙烯等。
目录1三防设计总则 (2)2结构件分类-----按所处环境划分 (3)3结构设计与三防 (3)3.1合理的结构形状 (4)3.2避免不均匀和多相性 (4)3.3避免尖角(特别是凸出的棱角) (4)3.4避免凹凸不平的平面 (4)3.5避免积水结构 (5)3.6避免会进水的缝隙 (5)3.7注意防尘 (6)3.8密封式设计及密封产品的应用 (6)3.9注意有机气氛的影响 (6)3.10组合工序的安排 (6)3.11焊接 (7)3.12控制应力,避免应力腐蚀 (8)3.13控制紧固件数量 (8)3.14易损件 (8)4结构件材料的选择 (8)4.1金属材料 (8)4.1.1Ⅰ型结构件 (8)4.1.2Ⅱ型结构件 (9)4.2非金属材料 (15)4.3表面防护工艺选择 (16)4.3.1金属材料防护的一般要求 (16)4.3.2表面处理工艺特点及其与结构的关系 (17)4.3.3存储运输中的包装三防要求 (18)1三防设计总则全过程控制原则:在产品设计的全过程中应始终注意腐蚀控制问题,即在方案论证、技术设计、材料与工艺选择、研制和生产过程中都要考虑腐蚀及其控制。
综合控制原则:产品设计时,主要从以下方面综合考虑腐蚀控制问题:环境条件、结构设计、材料选择、金属腐蚀与预防、表面防护、有效的防护包装。
防止腐蚀的基本方法:a 采用高耐蚀性材料;b 消除或减弱环境中的腐蚀性因素;c 对不耐蚀材料进行耐蚀性表面处理;d 防腐蚀结构设计;e 电化学保护。
防腐蚀设计的基本步骤:在开始结构设计时,首先需要了解或定位产品的工作环境、产品的使用期限,确定产品中各部位结构件的类型,再根据零件的功能目的进行详细的选择、设计。
在详细设计过程中,每一个零件都需从结构形状、受力状态、材料、表面防护层、生产加工、装配、储存运输、工作寿命等以及与其相关的环境条件方面加以考虑,以使零件既能满足功能需求、又能达到最佳的防腐蚀状态。
环境类型和三防等级2结构件分类-----按所处环境划分a. Ⅰ型结构件:处于Ⅰ型面的结构件。
1.0目的为了使公司设计的电子设备能够符合业界对于结构件的三防技术的一般要求,特制定本规范。
2.0范围公司产品结构件的设计(包括选择外购件)。
3.0定义3.1 腐蚀:材料受环境介质的化学作用而发生性能下降,状态改变,直至损坏变质。
金属材料在潮湿大气中的腐蚀破坏是电子设备防腐蚀设计重点考虑的问题。
非金属材料(主要指高分子材料)在一般大气环境中的老化(大气老化)是电子设备中常见的腐蚀现象。
3.2 三防:对“防湿热、防盐雾和防霉菌”的通俗称呼,其最终目的是防止腐蚀。
3.3 Ⅰ型结构件:指当设备处于工作状态时,零件表面直接暴露在自然环境中,并且会受到雨、冰雹、雪、日光照射和风沙的直接作用的结构件。
3.4 Ⅱ型结构件:指当设备处于工作状态时,其零件表面不直接暴露在自然环境中,或不会受到雨、冰雹、雪、日光照射和风沙的直接作用的结构件。
3.5 拉丝:是一种用砂带进行磨削的加工方式。
通过砂带对金属表面进行磨削加工,去除金属表面缺陷,以形成具有一定粗糙度、纹路均匀的装饰表面。
4.0输入无5.0输出无6.0工作程序6.1三防设计总则全过程控制原则:在产品设计的全过程中应始终注意腐蚀控制问题,即在方案论证、技术设计、材料与工艺选择、研制和生产过程中都要考虑腐蚀及其控制。
综合控制原则:产品设计时,主要从以下方面综合考虑腐蚀控制问题:环境条件、结构设计、材料选择、金属腐蚀与预防、表面防护、有效的防护包装。
防止腐蚀的基本方法:a 采用高耐蚀性材料;b 消除或减弱环境中的腐蚀性因素;c 对不耐蚀材料进行耐蚀性表面处理;d 防腐蚀结构设计;e 电化学保护。
防腐蚀设计的基本步骤:在开始结构设计时,首先需要了解或定位产品的工作环境(包括自然环境和诱发环境,参见表一环境分类)、产品的使用期限,确定产品中各部位结构件的类型,再根据零件的功能目的进行详细的选择、设计。
在详细设计过程中,每一个零件都需从结构形状、受力状态、材料、表面防护层、生产加工、装配、储存运输、工作寿命等以及与其相关的环境条件方面加以考虑,以使零件既能满足功能需求、又能达到最佳的防腐蚀状态。
电子结构的三防设计
摘要:电子结构在各种自然环境因素的综合影响下,面临着诸多失效形式,因此只有在设计阶段就注入环境防护理念,优选材料,优化结构再结合一定的工艺防护措施才能极大的提高电子产品对环境的适应性和产品使用的可靠性。
关键词:电子结构;三防技术
环境因素是军用电子产品在使用、运输和存储中号虑的重要因素,而且环境因素也影响着电子设备的稳定性和可靠性。
军用电子产品因环境防护不当造成的损失也是相当惊人,美军曾经对机载电子设备的故障进行统计,发现50%以上的故障与环境因素有关,所以提
高军用电子产品的环境适应能力才有极大的经济效益和军事效益。
三防技术从理论研究到工程应用近年来的发展,应用领域不断扩大,从早期单一的工艺防护发展到现在的总体设计、电路设计、结构设计、标准化系统工程,三防技术的内涵发生了很大变化,现在的三防是以提高产品的环境适应性为目标,内容包括防水、防潮、防结露、防盐雾、防霉、防腐蚀、防老化、防振、防静电、防高压击穿、防污染、防风沙、防积雪、防裹冰、防鼠害等等。
1 电子结构三防的技术措施
三防技术是一个综合性概念,涉及到诸多方面的应用。
要提高电子产品三防能力,必须从产品的设计开始就注入三防设计理念。
三防设计理念的注入,可以保证产品从整机到分机,再到零部件都具有适应环境变化的能力。
三防处理工艺可以保障和补充设计中三防的不足,提升产品抵抗环境变化的能力,从而极大的提高电子产品的可靠性。
以下就从材料、结构、工艺三方面进行阐述,并将三防理念注入其中。
1.1 材料防护
材料防护主要是指正确、合理地选取材料,并通过对材料(包括金属材料和非金属材料)辅以一定的工艺处理措施,以进一步提高材料的耐环境变化能力。
根据电子产品的实际使用环境分类及三防等级要求,选择适当的材料来制造零部件。
选取材料是三防设计的第一步,也是关键的一步。
恶劣环境中工作的电子产品,面临着盐雾、锈蚀、霉菌、老化等各种环境问题,为了使电子产品能够适应各种恶劣环境,应尽量选用耐腐蚀性好的金属材料和不长霉菌、耐老化的非金属材料。
耐腐蚀性好的金属材料主要有,铝合金、奥氏体型不锈钢、钛合金、金、镍等,考虑到经济因素,通常选用铝合金、不锈钢、钛合金等再涂覆金属层或非金属层。
选用材料时,应了解材料的相容性问题,掌握材料的腐蚀机理、破坏肜式等。
以保证结构设计时能避免某些危险性大的腐蚀形式,防止不同材料彼此相互作用、相互影响而引起腐蚀、老化等。
因而根据材料的相容性合理地选择镀层以及不同类型金属的合理选用是极为重要的。
两种材料的电位差越大腐蚀越严重。
设计中,在同一种结构中尽量选用同一种金属材料,或者应选用电极电位相近的材料,而且两种材料的电位差应小于0.25 V,否则在结构上要采取相应的防护措施,如表1中列出了常见可以相容(接触)的一般材料。
当下,军用电子产品正朝着轻小型机动方向发展,产品中许多零部件都将采用工程塑料制成,再要注意材料的霉菌和老化问题。
选用环境适应性较好的工程塑料,如聚碳酸酯、ABS、有机玻璃等。
1.2 结构防护
结构防护与材料防护同样重要,在现实环境中,大多数的问题都能通过适当的结构设计(结构防护)来避免。
设计中,对局部部件或整机采取密封或半密封措施,将设备(或部件)与外界环境相隔离。
各种箱体全部用铝合金焊成一整体,机箱侧板与箱体的连接处均加有导电橡胶制成的密封圈,机箱的外表面防护涂覆。
为了避免由于机械应力、热应力、积水或杂质等引起的腐蚀,在结构设计中还应采取以下措施:
(1)避免积水结构。
产品的外型恰当地倾斜,尽量减少孔、槽等,在可能积水和留存湿气的空间开设排水和排气孔,并避免凹凸不平的表面等。
(2)湿度较大的气候环境下,尽量避免采用点焊、铆接、螺纹紧固等结构形式,优先选用板金结构或整体浇铸机箱的结构形式,以避免形成缝隙腐蚀,同时在能形成缝隙腐蚀处加以密封处理或加密封衬垫。
(3)同一种结构中,如使用了不同类型的金属,则应在其中一种金属上镀涂上允许与第二种金属相接触的金属镀层,或两种金属材料均镀上同一种金属镀层,或在两种金属之间涂绝缘保护层或放置衬垫,此时应兼顾设备的电磁兼容性要求。
(4)在有可能产生应力腐蚀裂开的情况下,应注意避免引起应力集中的结构形式,并采取适当的工艺措施消除内应力。
(5)最容易发生腐蚀和最大腐蚀部位加厚构件尺寸,通常称为“腐蚀裕度”,一般取预期寿命所需量的两倍。
对于易受腐蚀损坏而必须经常维护和更换的零件,应从结构上保证易于维修、更换。
1.3 工艺防护
除了从材料防护和结构防护两方面采取措施外.还应采取工艺防护措施,以进一步提高产品的三防能力。
工艺防护我们通常采用的方法是表面化学覆盖层及金属和非金属覆盖层。
按产品工作时所处的环境,我们将结构件分为I型结构件和Ⅱ型结构件两大类。
I型结构件表面在产品处于工作或行径状态时,其表面直接暴露在自然环境中或受自然环境冈素直接作用。
Ⅱ型结构件表面存产品处于工作或行径状态时,其表面不直接暴露在自然环境中。
对于两种不同类型的构件表面应采取不同的工艺防护措施。
(1)化学覆盖层
用电化学或化学的方法使结构件表面生产某种化合物而形成覆盖层,以达到抗环境因素影响的目的。
常用的方法有氧化、钝化、磷化、阳极氧化等。
化学覆盖层对I型和Ⅱ型表面都适用。
有色金属及其合金通常采取化学氧化或阳极氧化处理来达到防护的目的。
阳极氧化膜具
有多孔性和绝缘性,有较强的吸附能力,可作为油漆的底层,涂漆后,可大大提高其耐腐蚀性。
化学氧化膜除了具有较强的耐腐蚀性和吸附能力外,还能导电,所以经常用于需要释放静电器件的表面处理。
黑色金属通常采用氧化和磷化处理。
(2)金属和非金属覆盖层
金属覆盖层主要是通过电镀、化学镀、热浸镀、热喷镀等方法获得。
就是在耐环境能力差的结构件表面覆盖一层耐环境能力较强的金属涂层,以提高整个构件的三防能力。
金属覆盖层对I型和Ⅱ型表面都适用。
常用的金属镀层有锌、镍、铜、铬、金等。
选择镀层时,应根据产品所要使用的环境要求,同时兼顾基体材料的特性以及材料的相容性要求。
非金属覆盖层有油漆涂覆层和塑料涂覆层。
油漆涂覆层在非金属覆盖层中应用的最为普遍,它具有一定的流动性,能够在物体表面形成一层连续薄膜,因而具有较好的防护作用。
塑料涂覆层是采用环氧和聚乙烯等耐环境性能优良的树脂涂覆于被保护物表面。
非金属覆盖层通常针对I型表面。
三防漆的种类很多,性能各异,漆种的选用应根据油漆的性能、适用范围以及产品的外形要求和实际使用环境而定。
对于产品表面通常采用丙烯酸漆和聚氨脂漆,这两种漆色择优、保光、保色性、耐水、耐磨性好,具有突出的抗大气腐蚀性和三防性能,且耐热性较高,附着力强。
2 结束语
电子结构的环境防护技术涉及到许多方面的专业知识、技术。
根据防护的总要求及产品的实际使用环境,采用先进的设计思想、可靠的材料、优化结构、表面处理、密封干燥等措施对整机及零部件、元器件进行环境防护设计,从而提高整个产品的环境适应性和使用可靠性。